Geleceğin Kuantum Bilgisayarları Kristallerle Güçlendirilebilir

Fizikçiler, kuantum bilgisayarları inşa etmek için atomların birbirleriyle etkileşime girmesinin tuhaf yollarını kullanıyorlar.

Bazı kristallerdeki atomik kusurlar, kuantum hesaplama devriminin potansiyelini açığa çıkarmaya yardımcı olabilir. Northeastern Üniversitesi araştırmacıları tarafından yapılan keşifler. Bilim adamları, kristalleri kullanarak kuantum biti yapmanın yeni bir yolunu keşfettiklerini söylediler. Dolanıklık adı verilen kuantum fiziğinin özelliklerini kullanan kuantum teknolojilerindeki gelişmeler, daha güçlü ve enerji açısından verimli cihazlara izin verebilir.

"Dolaşıklık, parçacıklar arasında birbirine bağlıymış gibi davranmalarını sağlayan bir ilişki yaratmak için kullanılan süslü bir kelimedir."

Vincent BerkKuantum bilgi işlem şirketi Quantum Xchange'in CRO'su ve CSO'su, bir e-posta röportajında ​​Lifewire'a söyledi.

"Bu ilişki, bir parçacık üzerindeki eylemlerin bir diğeri üzerinde bir etkiye sahip olmasına izin vermesi bakımından özeldir. Hesaplamanın gücü tam olarak burada devreye giriyor: bir şeyin durumu diğerinin durumunu değiştirebildiğinde veya etkileyebildiğinde. Aslında, bu çılgın dolaşma bağına dayanarak, bir hesaplamanın tüm olası sonuçlarını sadece birkaç parçacıkta temsil edebiliyoruz."

Kuantum Bitleri

Araştırmacılar bir açıklamada son kağıt Doğa belirli bir malzeme sınıfında, özellikle iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinde kusurlar, kuantum biti veya kısaca qubit yapmak için atomik özellikleri içeriyordu; bu, kuantum için yapı taşıdır. teknolojiler.

"Bu iki boyutlu matriste kübitleri nasıl oluşturacağımızı öğrenebilirsek, bu çok büyük bir mesele" Arun BansilNortheastern'da bir fizik profesörü ve makalenin ortak yazarı, haber bülteninde söyledi.

Bansil ve meslektaşları, gelişmiş bilgisayar algoritmalarını kullanarak bir kübiti barındırabilenleri bulmak için yüzlerce farklı malzeme kombinasyonunu incelediler.

Bansil, "Bu malzemelerin çoğuna baktığımızda, sonunda yalnızca bir avuç uygulanabilir kusur bulduk - yaklaşık bir düzine kadar," dedi. "Burada hem malzeme hem de kusur türü önemlidir çünkü prensipte herhangi bir malzemede oluşturulabilecek birçok kusur türü vardır."

Kritik bir bulgu, iki boyutlu geçiş metali dikalkogenidlerin filmlerindeki "antisit" denilen kusurun, beraberinde "spin" denilen bir şeyi taşımasıdır. Bansil, açısal momentum olarak da adlandırılan spin, iki potansiyel durumdan birinde tanımlanan elektronların temel bir özelliğini tanımlar: yukarı veya aşağı, dedi Bansil.

Kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden biri, atomlar, elektronlar, fotonlar gibi şeylerin sürekli olarak daha fazla veya daha az ölçüde etkileşime girmesidir. Mark Mattingley-ScottKuantum bilgi işlem şirketi Quantum Brilliance'ın EMEA Genel Müdürü, bir e-postada söyledi.

"Kuantum bilgisayarları, esasen mümkün olan en basit kuantum olan kübitler arasındaki bu karşılıklı bağımlılıktan yararlanır. mekanik sistem, bir kuantum programı çalıştırdığımızda paralel olarak keşfedebileceğimiz çözümlerin sayısını büyük ölçüde artırmak için" ekledi.

Kuantum Sıçraması

Kübitlerdeki son gelişmelere rağmen, kuantum bilgisayarların yakın zamanda dizüstü bilgisayarınızın yerini almasını beklemeyin. Araştırmacılar hala bir kuantum bilgisayar inşa etmek için en iyi fiziksel sistemi bilmiyorlar. Michael Raymer, Oregon Üniversitesi'nde kuantum hesaplama üzerine çalışan bir fizik profesörü Lifewire'a bir e-postada söyledi.

Raymer, "Muhtemelen önümüzdeki on yılda, iyi tasarlanmış herhangi bir kuantum problemini çözebilecek büyük ölçekli evrensel bir QC olmayacak." Dedi. "Yani, insanlar çeşitli malzeme 'platformları' kullanarak prototipler oluşturuyorlar."

En gelişmiş prototiplerden bazıları, ionQ ve Honeywell Quantum gibi şirketler tarafından yapılanlar da dahil olmak üzere kapana kısılmış iyonlar kullanır. Raymer, "Bunlar, tek bir tipteki (sodyum diyelim) tüm atomların kesinlikle aynı olması avantajına sahiptir, bu oldukça kullanışlı bir özelliktir." Dedi.

Güçlendiriciler, kuantum hesaplama için gelecekteki uygulamaların sınırsız olduğunu söylüyor.

Raymer, "Bu soruyu yanıtlamak, 1960'larda dijital bilgisayarlar hakkında aynı soruyu yanıtlamaya benzer," dedi. "O zaman kimse cevabı doğru tahmin edemedi ve şimdi kimse bunu yapamaz. Ancak bilim topluluğu, teknoloji başarılı olursa, 1990'ların-2000'lerin yarı iletken devrimi kadar etkili olacağına dair her türlü güvene sahiptir."